3. İYON DEĞİŞTİRİCİLER HAKKINDA GENEL BİLGİ
3.7. Lignoselülozik Materyalleri Kullanarak İyon Değiştirici Elde Edilmesine
İyon değişimi yöntemi, suların yumuşatılması ve ağır metal giderimi için kullanılan pahalı bir adsorpsiyon ürünü olan aktif karbonun, kullanım ihtiyacını azaltmış ve nispeten ekonomik bir yöntem olmuştur. Çünkü aktif karbon, rejenerasyon zorlukları ve pahalı olması nedeniyle birtakım sıkıntılara yol açar. İyon değiştirme ve adsorpsiyon yöntemleri yüksek bir arıtım prosesi ve ekonomik olmalarıyla büyük bir avantaja sahiptir (Norooizi vd., 2007). Çeşitli tarımsal ve hayvansal atıklardan yararlanarak daha ucuza iyon değiştiriciler elde edilebilir. Bu atık ürünler, direk olarak da kullanılabilir ama yapılan bazı çalışmalarda fizikokimyasal yöntemlerle bu maddelerin, metal bağlama özelliklerinin artırılabileceği bulunmuştur. Bu atıkların, çeşitli kimyasallarla, fonksiyonel gruplarını aktife ederek, iyon değiştirici şeklinde kullanılması son zamanlarda giderek önem kazanmıştır (Pollard vd., 1992). Bunların dışında, yine bu atık ürünlerle bazı organik kirleticilerin ve boyar maddelerin giderilmesi üzerine de pek çok araştırmalar yapılmıştır. Bu çalışmalardan bazıları aşağıda özetlenmiştir.
Aktif karbona, alternatif olacak ucuz sorbentler geliştirebilmek için bir takım araştırmalar yapılmış ve yapılmaktadır. Sulardan ağır metallerin, bazı organik ve boyar maddelerin uzaklaştırılabilmesi için yapılan araştırmalarda, yumurta kabuğu zarı, taban külü, Fe(III)/Cr(III) hidroksit atığı, kil, alümina, silika, uçucu kül, zeolit, bentonit, sepiolit, montmorillonit, kömür ve polivinilpirolidon gibi materyallerin, tarımsal ve hayvansal atıkların (mısır koçanı, bagas, ayçiçeği sapı, pirinç kabuğu, palmiye meyvesinin sapları, portakal kabuğu, guava yaprağı, odun, kitin, kitosan, kitosan elyafı, aktif karbon, ökaliptüs kabuğu, çeltik samanı, su sümbülü bitkisi, çay yaprağı külü vs.) kullanılabileceği belirlenmiştir. Bu ürünlerin çeşitli kimyasallarla modifiye edilerek ya da karbonizasyonu yapılarak su arıtımında kullanılabileceği ifade edilmiştir (Bhattacharyya ve Gupta, 2008; Wan Ngah., 2008).
Stringfield ve arkadaşları ticari iyon değiştiricilerin, olumsuz yönlerini ortadan kaldırabilmek için yaptıkları çalışmaların sonucunda, kolay rejenere edilebilir ve rijit yapıda bir reçineye ulaşmışlardır. Şişmiş durumda olan reçineye çapraz bağlar yaptırarak,
30
arttırılmış, kuvvetli asit ve yüksek konsantrasyonlu tuzlu çözeltilerle rejenere edilme gibi zorunlukları ortadan kaldırılmış, ticari kullanıma uygun hale getirilmiştir. Ayrıca şişme ve büzülme gibi özelliklerinin iyileştirmesi, porozitenin arttırılması ve por çapının da düşürülmesi sağlanmıştır (Stringfield vd., 1990).
Organik yapıları kullanarak hazırlanan, iyon değiştirici reçinelerle ağır metallerin uzaklaştırılması üzerine Chandra ve Rustgi çeşitli çalışmalar yapmışlardır. Bu doğal maddelerin alkolik ve asidik fonksiyonel grupları, ağır metalleri tutabileceği ve iyi birer ağır metal giderme vasıtası olarak kullanılabileceği belirlenmiştir (Chandra ve Rustgi, 1998).
Kartel ve arkadaşları selüloz, lignin, pektin, kitin gibi maddelerin fonksiyonel gruplarının, ağır metalleri bağlayabilme olanaklarını incelemişlerdir. Bu maddelerin içerdikleri asidik ve alkolik fonksiyonel gruplar sayesinde, katyon iyonlarının gideriminde kullanılabileceği belirtilmiştir (Kartel vd., 1999).
Bir grup araştırmacı bakır iyonunun adsorbesi için, selüloz içeren tarımsal atıkları kullanarak, iyi bir reçine elde etme imkanlarını araştırmışlardır. Bu amaçla şeker kamışı bagası, yerfıstığı kabuğu, makademia cevizi kabuğu, pirinç kabuğu, pamuk çekirdeği kabuğu, mısır koçanı, soya fasulyesi kabuğu, badem üst kabuğu, badem çekirdeği kabuğu, pekan cevizi kabuğu, ingiliz cevizi kabuğu ve siyah ceviz kabuğu gibi biyolojik materyaller kullanılmıştır. Materyallerin alkol gruplarını, sitrik asitle esterleştirip, asidik gruplar oluşturarak, iyon değiştirici reçine üretilmiştir. Dökme yoğunluğu 0,6 cm3/g’dan düşük ve düşük lignin içeriğine sahip olan malzemelerin, sitrik asit modifikasyonu kullanılarak iyon değişim reçineleri haline gelme potansiyellerinin en yüksek olduğu söylenmiştir. Ayrıca toplam negatif yük ile lignin içeriği arasında lineer ters bir ilişki olduğu belirtilmiştir (Wartelle vd., 2000).
Pirinç samanının sitrik asitle (Gong vd., 2006; Gong vd., 2007-a) ve fosforik asitle (Gong vd., 2007-b) modifiye edildikten sonra, elde edilen iyon değiştiricinin, sulu çözelti ortamlarından bazik boyar maddelerin giderilmesi üzerine bir dizi deneyler yapılmıştır. Sonuç olarak, pirinç samanını sitrik asit ile modifiye ederek, etkin bir şekilde giderim yapabilen bir reçine elde edilebileceği görülmüştür. Tartarik asitle de pirinç kabuğunun esterleştirilmesiyle elde edilen iyon değiştirici reçinenin, bakır ve kurşunun tutma kabiliyetlerini artırdığı belirlenmiştir (Wong vd., 2003-a ; Wong 2003-b).
Marshall ve arkadaşları, lignoselülozik materyallerin modifikasyonları için çeşitli poliasitler (sitrik, maleik, malik, suksinik, tartarik) kullanarak, hangisinin daha fazla iyon
tutma kabiliyetini artırdığını araştırmışlardır. Yapılan çalışmalar sonucu, sitrik asidin en iyi sonuçları verdiği belirtilmiştir. Bu çalışmaların sonucundan yararlanılarak, soya fasulyesi kabuğunu sitrik asitle modifiye edip, ticari ve çeşitli katyon değiştirici reçinelerle kıyaslaması yapılmıştır. Katyon değiştirici reçine eldesi amacıyla, soya fasulyesi kabuğu önce 0,1 N NaOH ile muamele edilip, sonra 0,6 M sitrik asitle modifiye edilerek hazırlamıştır. Bu reçineyle, yer fıstığı kabuğu, badem kabuğu, pamuk tohumu kabuğu, makademia cevizi kabuğu gibi biyolojik materyallerin bakır tutma kapasitelerini ve ticari reçineler olan Amberlite IRC-718, Duolite GT-73, Amberlite IR-122 ve Amberlite 200 gibi değiştiricilerle de Cd2+, Cu2+, Ni2+, Pb2+, Zn2+ tutma kabiliyetleri karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, modifiye edilmiş soya fasulyesi kabuğu reçinesi Cu2+ ve Pb2+ için yüksek iyon değiştirme kapasitesine sahip olduğu ve Cd2+, Ni2+ ve Zn2+ iyonları için de iyi derecede değiştirme yeteneğinin olduğu belirlenmiştir (Marshall vd., 2000).
Lehrfeld‘in yaptığı bir çalışmada, ticari phytic asit ile modifiye edilen organik ve inorganik maddelerin çoklu hidroksil grupları sayesinde birer iyon değiştirici reçine haline gelebilecekleri söylenmiştir. Polisakkarit içeren tarımsal atıklar, sodyum glukonat gibi basit şekerler, silika ve cam parçacıkları gibi maddelerin phytic asitle 180 °C’de 20-35 dakika süreyle vakumda ısıtıldıktan sonra, kalsiyum iyon değiştirme kapasiteleri üzerine çalışmalar yapılmıştır. Sonuç olarak, iyon değiştirme kapasiteleri 780-5700 μequiv/g arasında olduğu ifade edilmiştir. Nişasta kullanılarak hazırlanan iyon değiştirici reçinenin iyon ilgisinin, Cr3+ > Pb2+ > Cu2+ > Cd2+ > Sr2+ > La2+ > Zn2+ > Mg2+ > Ca2+ >> Ag+ > Fe3+ şeklinde olduğunu belirtmiştir. Radyoaktif maddelerin uzaklaştırılması için de, matriks bölgesi silikadan oluşan maddelerden yararlanılabileceği söylenmiştir (Lehrfeld, 1997).
Altundoğan ve arkadaşları şeker pancarı küspesini kullanarak saf ve modifiye edilmiş hallerinin, bakır emme miktarlarını araştırmışlardır. Şeker pancarı küspesini NaOH ile saponifikasyon işlemine tabi tuttuktan sonra, sitrik asit ile muamele edilip, bir reçine elde edilmiştir. Elde edilen bu reçineyle ve saf haldeki şeker pancarı küspesinin, katyon değişim kapasitesi sırasıyla 3,21, 0,86 mequiv/g olduğu bulunmuştur. Modifiye işlemi gören şeker pancarı küspesi, şişme kapasitesi açısından da ıslah edildiği ifade edilmiştir. Şişme kapasitesi ve KOİ (kimyasal oksijen ihtiyacı) değerleri, ham ürüne karşılık gelen değerlerine kıyasla sırasıyla %38 ve %61 oranında azalmıştır. Sonuç olarak, modifiye şeker pancarı küspesinin, 119,43 mg/g olan bakır giderme kapasitesine sahip olduğu ve
32
Cu2+ katyonunun giderebilme kapasitesi araştırılmıştır. Kullanılan şeker pancarı küspesinin, bir yan ürün olması ve modifiyede kullanacakları bir poliasit olan sitrik asitin de yine yan ürün olan melastan elde edilmesi, ucuz fiyatlarda bir vasıta olabilme imkanını sağladığı ifade edilmiştir. Sonuç olarak, Langmuir izotermine uyduğu ve yaklaşık olarak 120 mg/g Cu2+ sorpsiyon kapasitesine sahip olduğu gözlemlenmiştir (Altundogan vd., 2007-b).
Zhu ve arkadaşlarından oluşan bir grup araştırmacı, soya samanını kullanarak bakır metalinin giderim potansiyelini ve modifikasyon işlemi görmesinin, metallerin gideriminde ne gibi sonuçlar doğuracağını incelemek için bir takım deneyler yapmışlardır. Soya samanının, sitrik asit kullanarak modifiye edildikten sonra elde edilen ürünün, morfolojik ve kimyasal özellikleri spektroskopi adsorpsiyon teknikleri ile değerlendirilmiştir. Dört ayrı çeşit olarak hazırlanan soya samanının, en yüksek adsorpsiyon kapasitesine sitrik asitle ön-muamele edilmiş soya samanının sahip olduğu görülmüştür. Gözenekli bir yapıda oluşu ve sitrik asitle modifiyesi sonucunda, yüksek miktarlarda serbest karboksil grupları oluşturmasından dolayı, metal giderebilmek için iyi bir adsorbant olabileceği ifade edilmiştir. Cu2+ iyonlarını içeren sulu çözeltinin pH 6’da adsorpsiyon kapasitelerinin maksimum değere ulaştığı gözlemlenmiştir (Zhu vd., 2008).
Pehlivan ve arkadaşları, sitrik asit ile modifiye edilen arpa samanının, bakır giderme kapasitesi üzerine pH, adsorban konsantrasyonu, temas süresi ve modifikasyon derecesinin etkisini ortaya koyacak olan bir dizi deneyler yapmışlardır. Sonuç olarak ham ve modifiye edilmiş ürünün, bakır giderme kapasiteleri sırasıyla, 4,64 mg/g ve 31,71 mg/g olduğu gözlemlenmiştir. Maxsimum adsorbenin yapıldığı pH değeri 7,0 civarında olduğu ve Cu2+ iyonlarının gideriminin %88,1 olduğu ifade edilmiştir. Ayrıca, başka toksik eser elementlerin de giderilebileceği görülmüştür (Pehlivan vd., 2012).
Lu ve arkadaşları, çimeni modifiye ettikten sonra Pb2+ giderebilme potansiyelini, rejenerasyon yeteneğini, kolon adsorpsiyonunun, kinetik dengeleri ve termodinamik gibi mekanizmalarını incelemişlerdir. Bulunan değerleri FTIR spektrumları ve elemental analiz ile karakterize etmişlerdir. Optimum pH, tüm adsorbanlar için 5,0-5,8 aralığında olduğu, sistemin 60 dakika sonra dengeye ulaştığı, yalancı ikinci dereceden olduğunu, ΔG, ΔH ve ΔS gibi termodinamik parametreler adsorpsiyon işlemi için önem teşkil ettiğini ve Pb2+‘ nin adsorpsiyonunun spontan ve endotermik olduğunu ifade etmiştir. Langmuir-Freundlich modelinden elde edilen maksimum adsorpsiyon kapasitesi, 1 mol/l ve 0,6 mol/l sitrik asit ile modifiye edilmiş çimen için sırasıyla 1,55 ve 1,26 mol/kg’dır. 0,6 mol/l olduğu bir
sütunun çıkış noktasında 100 yatak hacmi olduğu görülmüştür. 0,1 mol/l HCl kullanılarak 3 defa rejenere edildikten sonra geçiş noktasındaki yatak hacminin yine 100 yatak hacmi civarında kaldığı görülmüştür. Genel sonuç olarak, modifiye edilmiş çimenin gelecekte kurşun içeren seyreltik sulu çözeltilerden, kurşunun giderilmesi için iyi bir potansiyele sahip ve bu adsorbentin kolayca yenilenebilir olduğu kanısına varılmıştır (Lu vd., 2009).
Jiang ve arkadaşları bagası akrilonitril ve hidroksilamin ile modifiye ettikten sonra, atık sulardan ağır metal iyonlarının uzaklaştırabilme yeteneğini araştırmışlardır. Deneyler sonucunda elde edilen çözeltiler, FTIR (absorbsiyon spektroskopisi) ile karakterize edilerek, Cu2+ adsorpsiyonu için, başlangıç adsorban dozu, başlangıç pH’sı, başlangıç sıcaklığı ve Cu2+ konsantrasyonu gibi parametrelerin üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Langmuir modelinin adsorpsiyon denge verilerinin, Freundlich izoterm modeline göre daha iyi uyum sağladığı gözlemlenmiştir (Jiang vd.,2009).
Pitsari ve arkadaşları kağıtları kullanarak, sitrik asit ile 90 °C’ de 90 dakika süreyle modifiye ettikten sonra, kurşun metalinin giderebilmeleri üzerine bir takım araştırmalar yapmışlardır. 0,5 M ve 1 M sitrik asit ile atık kağıtları modifiye ettikten sonra, adsorpsiyon kapasitesileri sırasıyla, %35 ve %82 civarında artmıştır. Kağıttan elde edilmiş reçinenin, etkin şekilde yüksek kurşun konsantrasyonu içeren çözeltilerden, Pb2+ iyonunu uzaklaştırdığı görülmüştür. Ham kağıdın ise, düşük kurşun konsantrasyonu içeren çözeltilerden, Pb2+ iyonunu emebilen, potansiyel bir adsorbent olduğu belirtilmiştir. Adsorpsiyon kapasitesi, pH 6’da maksimuma ulaşmıştır (Pitsari vd., 2013).
Reddy ve arkadaşları da yaprakları kullanarak, NaOH ile saprofine ettikten sonra, sitrik asit muamelesiyle kimyasal olarak modifiye ederek bir katyon değiştirici reçine geliştirmişlerdir. Elde edilen biyosorbent, FTIR, SEM ve XRD teknikleri ile analiz edildikten sonra Cd2+, Cu2+ ve Ni2+ iyonlarının, sulu çözeltiden uzaklaştırılması için kullanılmıştır. pH, biyokütle dozu, denge süresi ve sıcaklık ve başlangıçtaki metal iyonu konsantrasyonları gibi farklı parametrelerin sistemi nasıl etkilediği üzerine de çalışmışlardır. Bu iki değerlikli metal iyonlarının, biyosorpsiyonunun sözde ikinci dereceden olduğu görülmüştür. Denge verileri ise Langmuir, Freundlich, Dubinin- Radushkevich ve Temkin izoterm modelleri kullanılarak analiz edilmiştir. Sistemin spontan olarak gerçekleştiği ve endotermik olduğu gözlemlenmiştir (Reddy vd., 2012).
34
reçinelerin Cu2+ iyonlarını tutma kapasiteleri sırasıyla 1,18, 1,07 ve 0,98 mmol/g olduğu ifade edilmiştir. Ayrıca bunlara benzer maddeleri reaktif ekstrüzyon işlemi ile termal reaksiyona sokarak ve sürekli bir sistemde metal tutma kapasiteleri ve biodegradabilitelerini incelemişlerdir (Sessa vd.,1999).
Bir grup araştırmacı, mısır koçanlarını çeşitli fraksiyonlara öğüttükten sonra sitrik asit ve fosforik asitle modifiye ederek elde edilen reçinenin, sulu çözeltilerden metallerin giderilmesi üzerinde çalışmışlardır. Elde edilen iyon değiştirici reçine, değişik tiplerdeki ticari iyon değiştiricilerle ve karboksimetil selülozla kıyaslanmıştır. Sonuç olarak mısır koçanından düşük maliyetli ve kadmiyum, bakır, kurşun, nikel ve çinko gibi metalleri tutabilen bir katyon değiştirci elde edilebileceği gözlemlenmiştir. Bu iyon değiştiricilerin, ticari iyon değiştiricilerle eşdeğerli olduğu söylenmiştir (Vaughan vd., 2001).
Arslanoğlu ve arkadaşları sitrik asit ile modifiye edilmiş ve ham haldeki limon kabuklarını kullanarak ağır metal ve boyar madde giderme kapasitelerini araştırmışlardır. Limonun kendi bünyesinde bulunan sitrik asit kullanılarak, ucuz fiyatta bir reçine elde etmeleri sağlanmıştır. İki değerlikli ağır metal içeren stok çözeltiler hazırlanıp, içerisine metallerin hidrolizlenerek çökmesini önlemek için 3-4 damla asit ilavesi yapılmıştır. İletkenlik, pH, spesifik gravitesi, kül içeriği, sudaki çözünürlük, HCl’deki çözünürlük, katyon değiştirme kapasitesi, şişme kapasitesi, su tutma kapasitesi, kimyasal oksijen ihtiyacı analizleri hem ham limon kabukları için hem de hazırlanan limon kabuğu reçinesi için yapılmıştır. Ham ve modifiye edilmiş limon kabukları reçinesi için katyon değiştirme kapasiteleri sırasıyla 1,86 meq/g, 3,88 meq/g’dır. KOİ miktarları sırasıyla 550,4 mg O2/g, 39,1 mg O2/g’dır. Buna karşılık modifiye limon kabuğu reçinesinin ikincil kirletici olarak çözünme miktarı, ham limon kabuğu reçinesine göre hem suda hem de asitte çözünen madde miktarlarından yaklaşık 8 kat daha az olduğu belirtilmiştir. Şişme kapasitesi sırasıyla 5,655 ml/g, 0,393 ml/g olarak bulunmuştur. Modifiye edilmiş reçinenin su tutma kapasitesi ise ham olan reçineden yaklaşık 2/3’si kadar azdır. Metal tutma ilgileri sırasıyla Pb>Cu>Co>Fe>Zn>Cd>Ni>Mn, Pb>Cu>Ni>Fe>Cd>Zn>Co>Mn şeklindedir. Limon kabuğu ve limon reçinesinin metilen mavisi giderme testlerinin sonuçlarına bakıldığında, metilen mavisi tutma kapasiteleri sırasıyla 161,46 ve 333,85’tir. Yani yaklaşık olarak, limon reçinesinin giderme kapasitesi iki kat fazla olduğu anlaşılmaktadır. Sonuç olarak, pektik ve selülozik maddeler içeren maddelerde metal tutma özelliği olduğu gözlemlenmiştir. Modifiye edilmiş limon kabuğu reçinesinin atık sulardan ağır metallerin
ve boyar maddelerin uzaklaştırılması amacıyla kullanılmasının mümkün olduğu ifade edilmiştir (Arslanoğlu vd., 2012).
Arslanoğlu ve arkadaşları, sitrik asitle modifiye edilmiş limon kabuklarını kullanarak yaptıkları başka bir çalışmada, sulu çözeltilerden bazik mavi-3 boyar maddesinin giderilmesini incelemiştirler. Buna ek olarak sorbent dozu, pH, süre, sıcaklık ve başlangıç boyar madde konsantrasyonun, nasıl etki ettikleri de araştırılmıştır. Başlangıç pH’sının (2- 10) artırılmasıyla, deney sonundaki pH’lar da artmaktadır. Fakat başlangıç pH’sı 4’ten büyük değerler için, deney sonrası çözeltideki pH değerleri başlangıç pH’ larından daha düşük olmaktadır. BM-3 giderilmesi üzerine sorbent dozunun etkisi, başlangıç dozu arttırıldıkça artmaktadır. Fakat 100 mg/l konsantrasyonundaki çözelti için sorbent dozu olarak 1 g/l‘den fazla miktar olduğu zaman fazla önemsenmeyen artış görülmektedir. Çözeltinin başlangıç konsantrasyonu arttıkça BM-3 sorpsiyon yüzdesinin düştüğü ve sıcaklık yükseldikçe sorpsiyonun arttığı görülmektedir. Yapılan çalışmada, modifiye edilmiş limon kabuğuyla bir katyonik boyar maddeyi sulu çözelti ortamından etkin bir şekilde giderilebildiği tespit edilmiştir (Arslanoğlu vd., 2004).
Topal ve arkadaşları limon kabuklarını modifiye etmeden, sulu çözeltilerden bakır iyonlarının giderimini araştırmışlardır. Kesikli sistem prensiplerinde ve 25 oC’de yapılan deneyler sonucu, bakır iyonlarını adsorplama kapasiteleri 1111,1 mg/g olduğu gözlemlenmiştir. Sıcaklık 25 oC’de pH 7,0‘de, adsorbent dozu 0,04 g/l, başlangıç bakır derişimi 400 mg/l, karıştırma süresi 120 dakikada maksimum sonuç alındığı belirlenmiştir (Topal vd., 2011).
Tanyıldızı ve Altundoğan’ın yaptığı bir çalışmada lignoselülozik bir materyal olan çam kozalağının, sitrik asit modifikasyonu sonrası sulu ortamdan BB3 boyar maddesinin giderilme kapasitesi araştırılmıştır. -16+30 mesh fraksiyonundaki materyal, sitrik asit modifikasyonu sonunda, maksimum giderimin boya konsantrasyonunun minumum, karıştırma ve bekleme süresinin maksimum olduğu ve pH’ın 7,50 olduğu noktada gözlemlenmiştir. Ayrıca sorpsiyon mekanizması yalancı ikinci mertebe kinetiğin uygun olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada, başlangıç pH’sı, temas süresi ve boyar madde konsantrasyonu merkez kompozit dizayn (MKD) yöntemine göre incelenmiştir ve boyar maddesinin sorpsiyonuna başlangıç pH’sı, temas süresi ve başlangıç boya
36
NaOH çözeltisiyle saponifiye edilmiş ve saponifiye işleminden sonra fosforik veya sitrik asitle de işleme uğratılıp elde edilen bu ürünlerden çıkılarak hazırlanan sodyum formlarıyla toplam 6 farklı ürüne ulaşmış ve çeşitli testlere tabi tutmuştur. Sulu şerbetten Ca2+ ,Mg2+, K+, Na+ iyonlarının ve renk giderilmesi üzerine katı madde dozu, temas süresi ve sıcaklık gibi parametrelerinin etkilerini incelemiştir. Yapılan saponifikasyon ve esterleştirme işlemleri materyalin şişme ve su tutma kapasitesini ıslah ettiği ve başlangıç dozu, temas süresi, sıcaklık gibi değerler arttıkça, katyonların giderilmesinde artış olduğu gözlemlenmiştir. Renk giderme de ise 30 dakikadan daha uzun temaslarda giderimde azalmalar meydana geldiği ifade edilmiştir. Sitrik asitle modifiye edilmiş ürünlerde sıcaklık arttıkça, renk giderme yeteneği azalmakta ama fosforik asitle modifiye edilmiş ürünlerde ise artma gözlemlenmiştir. Hem renk ve hem de katyonların giderilmesindeki en etkin yöntemin sitrik asitle modifiye edilmiş şeker pancarı küspesinin sodyum formu olduğu gözlemlenmiştir. Ca2+, Mg2+, K+ iyonlarını ve renk giderme yeteneklerinin yüzdesi sırasıyla 49,7, 37,5 ve 43,7 olduğu tespit edilmiştir (Arslanoğlu, 2008).
Sharma ve arkadaşları temel olarak selüloz ve ligninden oluşan kompleks yapıdaki sfagnum turbası ile Cr6+ iyonunun giderimi araştırdıkları bir çalışmada pH’ı 2 olan ortamda pH’ın 2,5 olduğu ortama göre %20 daha fazla giderim yapıldığı gözlemlenmiştir (Sharma ve Forster, 1993). Yine Sharma ve arkadaşlarının krom giderme üzerine yaptıkları başka bir çalışmada, 1,5-3,0 pH aralığında 132 mg Cr6+/g turba giderimi yapılabildiği ifade edilmiştir (Sharma ve Forster, 1994). Hamadi ve arkadaşları, bataklık turbasının iki farklı türü olan ötrofik ve oligotrofik türlerinin adsorpsiyon kapasitelerini karşılaştırmış ve ötrofik turbanın oligotrofik turbadan daha yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğunu belirtmişlerdir (Hamadi vd., 2001).
Bir grup araştırıcı, buğday kabuğunu kullanarak sulu çözeltilerden Pb2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+ ve Ni2+ katyon iyonları gibi ağır metallerin giderilme kapasitelerini ve hangi iyona karşı ilgisinin daha yüksek olduğu öğrenmek için, çeşitli deneyler yapmışlardır. Yapılan çalışmaların sonucunda katyon iyonlarının seçicilik sırası Pb2+>Cd2+>Zn2+>Cu2+>Ni2+ şeklinde olduğugözlemlenmiştir. Başlangıç katyon iyonlarının konsantrasyonundaki artış ile giderim veriminin arttığı ve Langmuir ve Freundlich izotermlerine uyduğu belirtilmiştir. Sistemin 30 dk’da dengeye ulaştığı ve giderim miktarları sırasıyla 49,97, 39,99, 33,81, 25,73 ve 19,56 mg/g buğday kabuğu olduğu tespit edilmiştir (Saeed vd., 2005).
Altundoğan ve arkadaşları lignoselülozik bir materyal olan çam kozalağını kullanarak, sitrik asitle modifiye edilmesinin, sulardan Ca2+ ve Mg2+ iyonlarının giderim kapasitesini nasıl etkilediğini araştırmışlardır. Yapılan çalışmalarda, modifiye edilen ürünlerin giderim kapasitesini artırdığı gözlemlenmiş ve en uygun boyut fraksiyonu, -16 +30 mesh seçilmiştir. Bu boyut kullanılarak, standart sertlik giderme deneylerinde %85’lik bir verim elde edilmiştir. Sürekli sistemlerde ise, ilk 50 yatak hacmi için, giderim verimi yaklaşık %90 olarak bulunmuştur. Modifiye edilmiş ürünün toplam sertlik giderim kapasitesi 70,4 mg CaCO3/g olduğu hesaplanmıştır. Ca2+ ve Mg2+ iyonları arasından, Ca2+ iyonuna karşı seçiciliğin daha fazla olduğu ifade edilmiştir. Modifiye edilen çam kozalağı reçinesinin, yüksek yeniden kullanılabilirliğe sahip bir iyon değiştirici olarak kullanılabileceği belirtilmiştir. Sonuçta, ticari reçinelerde kullanılan petrol türevlerine karşın, biyopolimer esaslı bir doğal kaynaktan reçine elde edilmesi sağlık açısından zararlı olacak ihtimalleri de ortadan kaldırdığı söylenmiştir (Altundoğan vd., 2016).
Marshall ve arkadaşlarının, soya fasulyesi kabuğu üzerinde yapmış olduğu